Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
методичні вказівки енергозбереження.doc
Скачиваний:
5
Добавлен:
23.11.2019
Размер:
6.73 Mб
Скачать

Лабораторна робота №2 дослідження ефективності застосування режиму оптимізації енергоспоживання при використанні двигуна постійного струму

МЕТА: Вивчити залежність розподілу втрат у двигуні постійного струму (ДПС), а також залежність коефіцієнта корисної дії (ККД) від коефіцієнта завантаження та дослідити режим оптимізації енергоспоживання при впливі на співвідношення втрат у двигуні

Основні теоретичні відомості

У процесі роботи в електричній машині відбувається перетворення одного виду енергії на інший. При цьому частина енергії, яка надходить до машини, розсіюється в окремих її ділянках, перетворюючись на теплоту. Тому корисна потужність на виході двигуна (на валу) завжди менша за потужність на вході (споживаної) на величину сумарних втрат :

,

, (2.1)

.

Сумарні втрати поділяються на втрати, які залежать від навантаження (змінні ) та незалежні від навантаження (постійні ):

. (2.2)

Постійні втрати включають втрати в сталі магнітопровода, механічні втрати та втрати в обмотці збудження (ОЗ):

. (2.3)

Втрати в сталі магнітопровода залежать від величини та частоти зміни потоку:

, (2.4)

де – втрати в сталі при номінальному режимі роботи, Вт;

– діюча і номінальна частота перемагнічування сталі, Гц;

– діючий і номінальний потік, Вб;

– коефіцієнт, що залежить від марки сталі магнітопровода .

Механічні втрати залежать від швидкості обертання двигуна:

, (2.5)

де – механічні втрати при номінальному режимі, Вт;

– номінальна і діюча частоти обертання вала машини, рад/с;

– коефіцієнт, що залежить від типу механічної частини двигуна .

Втрати в ОЗ:

, (2.6)

де – струм, що протікає в ОЗ, А;

– опір ОЗ, Ом.

Втрати в ОЗ пропорційні квадрату струму збудження:

, (2.7)

де – втрати в ОЗ при номінальному режимі, Вт;

– діючий і номінальний струм ОЗ, А.

Змінні втрати складаються з втрат в обмотці якоря двигуна:

, (2.8)

де – струм, що протікає в обмотці якоря, А;

– опір обмотки якоря, Ом.

Втрати в обмотці якоря пропорційні квадрату струму якоря:

, (2.9)

де – втрати в якірному ланцюзі при номінальному режимі, Вт;

– діючий і номінальний струм якоря, А.

Аналіз наведених виразів для розрахунку втрат показує, що електричні втрати в обмотці якоря залежать від навантаження двигуна, тобто є змінними. Що ж стосується магнітних, механічних втрат в ОЗ, то вони практично не залежать від навантаження, тобто їх можна вважати постійними.

ККД двигуна при змінах навантаження також змінює свою величину. У режимі холостого ходу ККД дорівнює нулю, а потім зі збільшенням навантаження ККД зростає, досягаючи максимуму при навантаженні, що відповідає рівності змінних і постійних втрат:

. (2.10)

Залежність втрат і ККД двигуна від навантаження показана на рисунку 2.1.

Рисунок 2.1 – Залежність втрат і КПД двигуна від навантаження

При недовантаженні та цілеспрямованому впливі на двигун існує можливість змінювати у відповідних межах його сумарні втрати, не змінюючи режиму роботи на валу, який характеризується моментом М та кутовою швидкістю . Таким чином, при зміні змінних втрат (зміна навантаження), змінюючи величину постійних втрат і досягаючи їхньої рівності, можна досягти режиму роботи двигуна, що характеризується найменшими втратами.

У ДПС із незалежним збудженням параметром, на який можна впливати (і змінювати величину постійних втрат), є струм ОЗ (при ).